大部分基因工程药物是以特定构型起效，因此保持其三维构型的稳定是选择制剂工艺条件的关键。开发一种具有适当药效和存放期的基因工程药物制剂必须把制剂因素造成的药效损失减少到最低限度。

从生物可降解聚合物中连续释放出基因工程药物的成功案例到目前为止还很有限，以水/油/水（W/O/W）方法（即复乳法）为例，首先，要将基因工程药物水溶液加入到一种溶有聚合物的有机溶液中，进行超声波乳化或匀化，将所形成的乳化液迅速转移到另一种含有乳化剂的水相中，然后进行聚合物的固化、收集所形成的微球、洗涤，最后还要进行冷冻干燥（脱水）。整个过程中，许多步骤都会造成对蛋白质结构有害的干扰。因为大部分基因工程药物表面有活性，趋向于吸附在水/油（W/O）所形成的界面上，这种表面吸附造成了在第一次乳化步骤中基因工程药物结构的展开、失活以及不可逆的聚集。乳化过程中所使用的机械力也引起基因工程药物结构的改变，进而造成药物分子的不可逆聚集。很多基因工程药物也会吸附到疏水性的聚合物如PLGA上，产生如同吸附到疏水性界面上一样的结果。而且，在制备的最后一步，要将生成的微球通过冷冻干燥进行脱水，以便在长期保存时维持基因工程药物的稳定性。然而，通常采用的脱水操作也会造成基因工程药物结构可逆或不可逆的变化。对于已发生了这种结构紊乱的基因工程药物，即便是将其固体重新溶于水质缓冲液中其结构能发生可逆的变化，也会再次在制备微球的过程中发生不可逆的固相聚集。这种制备方法导致的吸附或聚集已经影响了基因工程药物从聚合物包封体系中的释放。

W/O/W技术已广泛用于蛋白质、多肽和疫苗抗体等基因工程药物的包封研究。这种技术的一大缺点就是易于形成亲水性界面，亲水性界面的形成导致界面吸附，进而导致基因工程药物分子的展开和聚集。基因工程药物在W/O（水/二氯甲烷）界面的失活和聚集是导致药物不能被包封入PLGA微球中的主要原因之一。

既然基因工程药物分子在W/O界面会发生展开和聚集，那么稳定药物三维构型的直接策略就是使药物与W/O界面的接触减少到最低限度。为达到此目的，可以在维持界面面积同等的情况下降低基因工程药物浓度。在应用W/O/W技术对胰岛素样生长因子进行包封时，随着药物浓度增加会产生一种胶体，这种胶体在蛋白质从PLGA聚合物微球中释放出来的过程中将产生很好的稳定作用。然而，浓度过高又会促使基因工程药物之间发生聚集作用，而且这种聚集作用是很难完全阻止的。

另一种类似策略是应用两性赋形剂，如加入一种易发生聚集的蛋白质，与药用的蛋白质类基因工程药物竞争W/O界面，形成对于药用蛋白质的保护。但是从医学角度考虑，任何具有潜在免疫原性的蛋白质都应尽量少应用。表面活性剂虽然也可用于W/O界面的竞争，但更多的研究发现这种保护机制问题较多，目前还不成熟。

在基因工程药物水溶液中添加多羟基化合物或糖类赋形剂，也可以阻止界面吸附导致的基因工程药物变性和聚集。但是，这种技术需要应用较大量的赋形剂，会改变药物溶液的热力学稳定性，也会影响药物体内的分布。

经典乳化方法难以完全避免W/O或W/O/W等油水界面对于基因工程药物的吸附，有学者开发了非水介质包封技术，以消除水相的存在。例如固/油/油（S/O/O）包封方法，在这种工艺过程中基因工程药物是以固体的形式存在，三维活性结构不易发生变化。例如，当把脱水酶粉末悬浮于不能溶解蛋白质的有机溶剂中时，在升高的温度下，酶活性还能保持较长的时间，因为有机悬浮液中酶的构象变化被限制，加上酶的空间构象具有一定的柔性，从而使酶的初始结构得以保持。

应用傅里叶变换红外光谱技术分析固体蛋白质技术的发展，使得监测水溶液、有机悬浮液以及干燥固态下的蛋白质二级结构成为可能。很多的脱水操作（包括冷冻干燥）都造成大部分蛋白质结构的显著变化。在大量的研究工作中，傅里叶变换红外光谱仪可以用来筛选和鉴定那些能够阻止冷冻干燥导致蛋白质结构变化的赋形剂。

研究表明，将牛血清白蛋白（BSA）与赋形剂一起冷冻干燥，可以在整个S/O/O处理过程中降低基因工程药物的结构紊乱，减少了包封等操作导致的基因工程药物聚集物的生成。

有报道，应用非水介质结合低温技术，可用于制备基因工程药物的PLGA微球。在这种操作中，首先将基因工程药物粉末悬浮于溶有PLGA的有机溶剂中，然后通过雾化的方法形成小液滴，用液氮冷冻小液滴，然后再用另一种冷的有机溶剂（如乙醇）萃取以除去溶解聚合物的溶剂。

在使用非水介质结合低温技术时，基因工程药物在包封过程中没有潜在的造成蛋白质不稳定的界面，从而提高了药物在制剂过程中的稳定性。

目前，包封基因工程药物的非水介质操作技术的研究报道还不多，仍然需要更深入的探索。基因工程药物独有的理化性质以及稳定性问题，特别是它们与聚合物溶剂、乳化剂、固化剂之间的相互作用将是所有包封处理中必须弄明白的关键参数。在使用S/O/O技术将基因工程药物包封到聚合物微球中所遇到的一个问题就是基因工程药物制剂的“突释效应”。这种过快的药物初始释放是由于在水合作用时接触到溶剂使那些微球外表面的基因工程药物颗粒，或是那些有能力通过微球表面的微孔发生扩散的基因工程药物颗粒快速游离出来而导致的。减少这种初始释放的一种解决办法是减小基因工程药物颗粒相对于微球半径的尺寸，以减少微球外表面上的基因工程药物。产生基因工程药物小颗粒的一种理想的方法就是雾化冷冻干燥。但是仅减小基因工程药物颗粒的尺寸并不能充分确保避免“突释效应”，还需要改变介质条件。有报道在载药的PLGA微球溶液中加入适量Poloxamer，有利于减少降低“突释效应”。

介于非水介质方法和W/O/W方法之间的是S/O/W方法。在这种方法中，无水基因工程药物粉末首先被悬浮于一种溶有聚合物的有机溶剂中，然后这种悬浮液与含有乳化剂的水溶液一起乳化，通过萃取或蒸发掉有机溶剂的方法使微球固化，然后洗涤和冷冻干燥。虽然第一步是将基因工程药物粉末悬浮于有机溶剂中，但微球的形成和固化则是在水溶液中进行的。这种技术可能适用于基因工程药物的包封，因为这种技术不涉及W/O/W方法中的W/O乳化所造成的基因工程药物失活，同时也避免了操作过程中额外的固化剂和骤冷剂的存在。例如，使用S/O/W包封方法，与海藻糖或甘露醇糖一起冷冻干燥的rhGH能具有生物活性地完全从PLGA微球中释放出来。尽管在O/W乳化步骤中，基因工程药物在有机溶剂的存在下遇到了水溶液环境，但是聚合物的固化时间很短，不会造成基因工程药物溶解或变性。

S/O/W操作技术需要解决的问题主要有以下几方面：

这是由于悬浮在油相深层的基因工程药物在O/W乳化步骤中不易溶解到水相的缘故。改进处理条件能够减少基因工程药物的损失，其中减小基因工程药物颗粒的尺寸显得尤为关键。在包封前或在O/W乳化作用期间使用赋形剂都能实现减小基因工程药物颗粒尺寸的目的，这些方法能将基因工程药物的包封效率大幅提高。

这些赋形剂都是一些典型的小分子（如海藻糖）并具有亲水性，它们可能渗漏到水相的外层，或是从含有基因工程药物的固相中被剥离出来，然后在固化阶段陷在聚合物基体中。这样，赋形剂在操作过程中就不再起到稳定基因工程药物结构的作用，特别是在最后的干燥阶段。

为了减少基因工程药物和赋形剂在包封过程中产生的分离和溢失，可采取在O/W乳化步骤前先用赋形剂将水溶液饱和的处理方法，或选用三氯甲烷等水溶性低的有机溶剂作为油相。